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摘要:现阶段,由于隧道建设项目施工环境的复杂性,为了保证工程整体质量,在爆破施工过程中,应结合工程实际情况,合理设计施工方案,严格按照施工程序进行施工,加强爆破过程控制,提高施工质量,减少施工风险。
关键词:隧道;爆破施工;关键技术
前言
随着国家经济的快速发展,我国交通工程的基础建设也不断加速,伴随着大量隧道工程的兴建。隧道爆破振动不仅影响周围环境,而且还对隧道工程质量产生影响,因此,对爆破振动产生的危害必须进行控制。目前隧道施工开挖主要采用爆破法施工,隧道爆破产生的振动不仅对周围环境产生影响,还对临近构筑物结构产生破坏的风险,特别是对于正在运营的高速公路,给驾驶人员带来了极大的安全隐患。因此,通过采取合理的支护措施、控制爆破药量以及做好相应的应急预案,有效的降低施工风险显得尤为重要。
1控制爆破技术的类型
1.1微差爆破技术
在微差爆破工作过程中,主要使用的是毫秒延时雷管,可以实现现场延时爆破工作的效果。微差爆破技术在应用过程中,主要的优势表现在可以有效降低爆破所产生的冲击力影响,使得爆破的频率和次数可以明显降低,进而提高了整个爆破工作的效果。
1.2挤压爆破技术
挤压爆破技术在具体的使用过程中,相比于微差爆破技术来讲,可以有效提高炸药的整体使用效率以及提高破碎的效果。挤压爆破技术在隧道工程爆破施工过程中的有效应用,可以充分保证在有限的施工时间范围内,有效降低爆破工作的频率。在挤压爆破工作过程中,爆破岩石会受到反复的撞击,大大提高了岩石的爆破程度。施工人员不需要对其进行二次冲击处理,大大降低了施工人员的劳动强度,同时提高了爆破工作的整体效率。
1.3光面爆破技术
通过光面爆破技术的使用,可以保证在延时的开挖工作中表面更加光滑,并且不会受到外力的损坏。通过光面爆破技术的合理应用,首先需要在开挖岩体表面上,设置一定数量的小直径炮眼,尽可能使其密集的分布在岩体的表面,可以通过使用不耦合装药的工作方法,或者在部分的孔眼当中来进行装药爆破,其他部分炮眼不进行装药工作,然后引起爆破使得整个爆破表面变得更加的平整和光滑。光面爆破技术在应用过程中,可以对开挖岩体的稳定性起到良好的保护效果,进而提高了工程爆破质量,降低了工作成本投入量。
1.4预裂爆破技术
预裂爆破技术在使用过程中,主要是通过人工开挖的方式设定出一条分裂线,对周围的围岩结构进行有效的防护,同时还可以有效降低由于爆破而造成的地面振动影响。该项技术的应用缺点主要表现在炮孔直径较小的情况下,孔痕率会随之增高,会对爆破工作的整体效果产生不同程度的影响。
2控制爆破技术在隧道工程施工中的主要应用
2.1爆破技术施工方案设计
隧道工程施工遇到比较复杂的地质条件,施工单位在具体的爆破施工当中,对周围的环境进行确认,做好一系列加固处理工作,主要是要做好隧道周围的滑坡加固工作,然后再进行隧道内部的施工。在隧道工程正式开始实施过程中,该隧道工程的开挖断面面积达到了较大,通过施工人员的实际勘测和对比分析之后,采取了上下台接法对隧道进行开挖。
2.2确定爆破参数
施工人员对隧道工程的具体施工状况进行了全面分析和研究,并且进行了详细的研究和分析之后,选用了楔型沟槽法来进行施工,选用不同级别的毫秒雷管来开展后续的光面控制爆破工作。在爆破工作开展过程中,需要对炮孔的直径大小,以及设置数量进行准确的计算。首先,必须要对施工环境范围内的岩石坚硬程度进行充分判断;其次,依照岩石条件的坚硬程度,设置出相应的爆破炮孔数量,以此来保证爆破工作的整体效果。
2.3装药量及其具体的分配
在爆破工作中炸药的装填数量,直接关系到了整个爆破工作的效果,因此工程施工单位需要对爆破工作的实际装药数量进行准确的计算,同时需要有效结合炸药的具体性能以及炸药质量等多方面因素,合理的确定炸药的装填数量,有效满足隧道爆破工作的整体效果。通过实际工作分析可以看出,通过增大炮眼的直径大小,增加炸药的装填量则后续的爆破威力以及效果也会明显提升,这是爆破孔径增大所带来的重要优势。
其中,存在的不足主要表现在炮眼的直径越大,则凿岩到下降速率也会不断上升,此时围岩结构的平整程度和延时的破碎程度都会受到不同程度的干扰。
2.4爆破工程的主要施工设计
施工过程中,槽孔之间的间距大小设定为40cm,与此同时,炮孔的钻也需要朝外倾斜大概5°左右。在钻孔工作过程中,需要保证向下倾斜10°左右孔洞,相互之间需要保证85cm的间距。要确定炸药的装药结构和单孔装药量,在设置好炮眼的位置以及确定炮眼的数量之后,需要依照隧道工程的包括规模,确定炸药的装填数量。在具体的施工过程中,需要依照实际的施工经验,在周围的孔洞需要选择出纵向间隔桩结构,其他的炮孔需要使用连续装药的设计方式,在不同的爆破位置上需要对炸药的使用数量进行适当的调整,有效保证每一个部位的爆破工作质量。
3爆破安全技术措施
隧道施工过程中若遇到复杂地层条件围岩时,如断层破碎带、突水涌泥以及流砂等不良地质,确保隧道安全防止围岩坍塌是关键问题。对于II~Ⅲ类围岩洞段,初期支护主要采用锚喷支护;对于破碎带、断层及其他复杂地层洞段采采锚喷网支护,地层特别差时,采用格栅拱或钢拱架强支护方法。如果碰到塌方时,将采取必要措施进行处理,结合以往施工经验,采取如下相应措施:
(1)进行地质超前预报,提前判别前方围岩和水文条件,若遇到断层破碎带及涌水量大的地段,提前做好防护措施。
(2)遵循“短进尺,勤测量”原则,控制单段起爆药量,减小爆破引起的振动效应,防止扰动围岩造成失稳坍塌,爆破过程中加强监测频率。
(3)爆破后及时支护,排除掉块等存在安全隐患后,及时出碴,跟进衬砌支护,减少掌子面暴露时间。
(4)安全人员时刻关注施工进度及掌子面情况,若发现变形或掉块及时上报并采取有效的支护措施。
(5)超前小导管注浆施工
断层破碎带视岩性及涌水具体情况采取不同措施。如果隧道围岩较好,可采用全断面光面爆破法进行施工作业,一旦遇上较差的地质围岩,应采用微台阶法开挖,同时加以小导管超前注浆辅助措施。
(6)管棚法
作业设备采用潜孔钻机,管棚型号采用Φ108钢管,根据现场地质情况采用合适的管长,一般为10~20m,管内灌砂浆,并采用钢支撑复合支护。
(7)格栅拱喷砼复合支护法
格栅拱由四根Φ22或Φ25螺纹钢组成,采用20cm×20cm的正方形间距布置,采用Φ10钢筋交叉焊接内弧杆和外弧杆,使之组成整体。依据断面的大小把榀分为四部或者五部,采用法兰连接中间部位。两榀间距设置成70cm,采用Φ22螺纹交叉连接,一般使用径向锚杆或者超前锚杆固定,最后进行喷浆处理。
(8)围岩监测,现场围岩测量是喷锚支护监控设计和施工管理的重要手段,通过测量可及时掌握围岩动态和支护受力情况,也可为爆破修改参数提供信息和依据。
结束语
在项目建设过程中不断摸索,从爆破参数设计、安全技术措施以及施工工法等不断优化,总结出一些针对隧道爆破施工的控制经验,供同类隧道施工借鉴参考。
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